FI89308C - Foerfarande och anordning foer maetning av nypkraften och/eller -trycket av ett nyp som bildas av en roterande vals eller ett band som anvaends vid framstaellning av papper - Google Patents

Description

89308

Menetelmä ja laite paperin valmistuksessa käytetyn pyörivän telan tai nauhan muodostaman nipin nippivoiman ja/tai -paineen mittaamiseksi Förfarande och anordning för mätning av nypkraften och/eller 5 -trycket av ett nyp som bildas av en roterande vals eller ett band som används vid framställning av papper 10 Keksinnön kohteena on menetelmä paperin valmistuksessa käytetyn pyörivän telan tai vastaavan nauhan muodostaman nipin nippivoiman ja/tai -paineen mittaamiseksi, jossa menetelmässä käytetään mittausanturisar-jaa, jonka anturit sijoitetaan pyörivän telan tai nauhan poikkisuun-nassa tietylle leveydelle, sopivimmin paperiradan koko leveydelle, 15 joista antureista saatavat mittaussignaalit johdetaan mittausvahvis-tinyksikölle, jonka kytkimiä ohjataan siten, että mittausvahvistinyk-sikön kautta kunkin mittausanturin signaali ohjataan pyörivän telan tai vastaavan yhteydessä olevalle telemetrilähettimelle, jonka langattomas-ti lähettämät telemetriviestit vastaanotetaan pyörivän telan tai vas-20 t.aavan ulkopuolisella telemetrivastaanottimella .

Lisäksi keksinnön kohteena on laite paperin valmistuksessa käytetyn pyörivän telan tai vastaavan nauhan muodostaman nipin nippivoiman ja/tai -paineen ja jakautuman mittaamiseksi, joka laite käsittää pyöri-25 vän telan tai nauhan yhteyteen sijoitetun anturisarjan, jonka mittaus-anturit on sijoitettu, sopivimmin tasavälein, telan tai nauhan poik-kisuunnassa, joka laite käsittää pyörivän telan tai nauhan yhteyteen sovitetun telemetrilähettimen, jolle eri mittausantureista saatavat signaalit on johdettavissa, ja joka laite käsittää telemetrilähettimen 30 tuntumaan telan tai vastaavan ulkopuolelle sovitetun telemetrivastaan-ottimen, joka on sovitettu vastaanottamaan telemetrilähettimen langattomasta lähettämät mittaussignaalit.

Paperin valmistuksen useissa eri vaiheissa käytetään erilaisia nippejä, 35 joiden läpi paperirata johdetaan. Esimerkkejä näistä nipeistä on pape-rikoneen vedenpoistopuristimien telanipit ja ns. pitkänipit, kalante-roimisnipit ja paperin rullainten nipit. Esimerkiksi vedenpoistopuris-timen nippipaineen poikittainen (nippitelojen akselin suuntainen) ja- 2 89308 kautuma vaikuttaa puristettavan rainan poikittaiseen kosteusprofiiliin.

On ennestään tunnettua käyttää puristinteloina taipumasäädettyjä teloja tai ns. Kdsters-teloja, joissa puristinnipin poikittainen viivapaineja-5 kautuma on hallittavissa hydraulisilla kuormituselementeillä. Näitä elementtejä säädetään yleensä kosteus- ja/tai neliöpainoantureiden antamien säätösignaalien perusteella. Kuitenkin prosessin kokonaishallinnan ja säädön kannalta olisi ensiarvoisen tärkeää tietää myös nip-pipaineen todelliset arvot ja jakautumat sekä poikkisuunnassa että 10 konesuunnassa. Nippiprosessin hallinnan kannalta tärkeä tieto on myös nipin leveys rainan kulun sunnassa eli konesuunnassa, minkä perusteella voidaan optimoida puristustapahtumaa. Tämä tieto on merkittävä myös kalanterien ja rullainten nippien säädössä. Eräänä esimerkkinä puris-tinnippien säätöjärjestelmästä viitataan hakijan FI-patenttiin 15 nro 76 872 (vast. US-pat. 4 791 863), jonka kaltaisessa ympäristössä keksinnön mukaista mittausjärjestelmää voidaan esimerkiksi käyttää.

Viimeaikoina on esitetty ja otettu käyttöön puristuskenkiin ja/tai -nauhoihin perustuvia erilaisia ns. pitkänippipuristimia, joiden pu-20 ristusvyöhykkeen leveys konesuunnassa on olennaisesti suurempi kuin varsinaisissa telanipeissä. Myös pitkänippipuristimien kenkä- ja/tai nauhanippien nippipaineen sekä konesuuntainen että poikittainen jakautuma on tärkeä parametri puristusprosessin hallinnan kannalta. Eräänä esimerkkinä kyseisten pitkänippipuristimien osalta viitataan hakijan 25 FI-patenttiin nro 82 092 (vast. US-pat. nrot 5 043 046).

Ennestään tunnetaan erilaisia kantotelarullaimia, joissa on käytetty myös kantotelojen lisäksi hihnakannatusyksiköitä. Myös paperirainan rullauksen kannalta on tärkeää tietää nippipaineen arvot ja jakautumat 30 sekä kone- että poikkisuunnassa. Eräinä esimerkkeinä niistä hakijan kehittämistä rullaimista, joiden yhteydessä keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta voidaan käyttää, viittaamme hakijan FI-patentteihin nrot 81 768 ja 81 770 (vast. US-pat. 4 921 183 ja 4 883 233).

35 Paperinvalmistusprosessin säädön ja hallinnan kannalta tärkeä nippi-voiman jakautuminen sekä konesuunnassa että poikkisuunnassa on ennes- 3 89308 tään tunnetuilla menetelmillä ja laitteilla tuotantoajon aikana ollut käytännössä lähes mahdotonta mitata. Nippivoimien mittausta pyörivästä telasta on suoritettu laboratorio-olosuhteissa, minkä osalta viitataan lehtiartikkeliin Paperi ja Puu - Paper and Timber 73(1991):5, 5 J. Koriseva, T. Kiema ja M. Tervonen: "Soft calender nip: an interesting subject for research and measurement". Tässä artikkelissa kuvatussa menetelmässä on telaan asennettu useita antureita, joille jokaiselle tarvitaan oma telemetrialaitteisto sekä omat vahvistimensa. Koska mittausjärjestelmän paino pääasiassa muodostuu telemetrialaitteiston pai-10 nosta (n. 1 kg/kanava), asettaa tämä yhdessä korkeiden kustannusten kanssa todellisessa paperikoneen tai jälkikäsittelylaitteen telassa rajoituksen mittauskanavien ja anturien lukumäärälle. Lisäksi paperikoneen tai jälkikäsittelylaitteen pyörivään telaan on käytännössä erittäin vaikeaa vähäisen tilan vuoksi ilman rakenteellisia muutoksia si-15 joittaa useita telemetrialaitteistoja.

Lisäksi keksinnön tekniikan tason osalta viitataan kv-hakemusjulkaisuun WO 91/13337 (Beloit Corp.).

20 Ennestään tunnetuissa nippivoimien mittausmenetelmissä ja -laitteissa ongelmiksi on muodostunut myös anturien kalibroiminen sekä signaalin siirto pyörivältä telalta. Ennestään tunnetusti on käytetty signaalin siirtoon liukurenkaita ja muita vastaavia järjestelyjä sekä myös tele-metrialaitteistoja, jotka ovat kuitenkin monimutkaisia ja häiriöille 25 alttiita.

Edellä esitettyjen epäkohtien eliminoimiseksi hakijan FI-patenttihakemuksessa nro 914829 (kuul.julk. nro 86771) on esitetty sellainen esillä olevaan keksintöön läheisesti liittyvä menetelmä ja laite, jossa eri 30 antureista saatavat mittaussignaalit johdetaan kytkentäyksikölle, jonka kytkimiä ohjataan telan tai vastaavan pyörimisen perusteella pulssi-: anturilla tai vastaavalla siten, että kytkentäyksikön kautta kunkin mittausanturin signaali vuorotellen kytketään pyörivän telan tai vas-taavan yhteydessä olevalle telemetrilähettimelle, ja telemetrilähetti-.".· 35 mellä mittaussignaalien sarjat lähetetään langattomasti pyörivän telan tai vastaavan ulkopuoliselle kiinteälle telemetrivastaanottimelle.

4 89308

Em. FI-hakemuksen keksinnön tarkoituksena on ollut aikaansaada menetelmä ja laite paperin valmistuksessa käytettyjen tela- ja/tai nauhanippi-en nippivoimien ja -paineiden sekä niiden jakautumien mittauksessa niin, että edellä kosketellut epäkohdat voidaan pääasiallisesti vält-5 tää, ja joka mittausmenetelmä ja -laite soveltuu tuotantoajon aikaiseen nippivoimien ja/tai -paineiden on-line-mittaamiseen, ja jossa menetelmässä ja laitteessa signaalien siirto pyörivältä telalta on entistä yksinkertaisemmin ja taloudellisemmin ratkaistu niin, että menetelmä soveltuu paperinvalmistusympäristöön, joka tässä suhteessa on varsin 10 vaativa sekä jossa menetelmässä ja laitteessa ratkaistaan anturien nippitelaan tai -nauhaan sijoittamiseen liittyvät ongelmat.

Esillä olevan keksinnön pääasiallisena tarkoituksena on kehittää edelleen hakijan em. FI-hakemuksessa esitettyä menetelmää ja laitetta niin, 15 että se on rakenteensa, etenkin elektroniikkansa toteutuksen osalta entistä yksinkertaisempi ja toteutukseltaan helppokäyttöisempi ja monipuolisempi .

Keksinnön lisätarkoituksena on saada aikaan sellainen kyseinen mittaus -20 järjestelmä, jota voidaan yksinkertaisesti ohjata pyörivän telan ulkopuolelta niin, että järjestelmässä voidaan mittaustietoja ja tarvittaessa myös kalibrointitietoja toimittaa telan ulkopuolelta mittausjärjestelmään ja mittaustietoja siirtää telalta langattomasti ulkopuoliseen järjestelmään, joka edullisesti voidaan varustaa mittaustietojen 25 erilaisilla käsittely- ja laskentaohjelmilla.

Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnön menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että pyörivä tela tai vastaava varustetaan lähetin/vastaanottimella, että maini-30 tun lähetin/vastaanottimen läheisyyteen sijoitetaan telan tai vastaavan ulkopuolinen lähetinvastaanotin, joka kytketään PCrhen tai vastaavaan loogiseen yksikköön ja mainittujen lähetin/vastaanottimien välille järjestetään kaksisuuntainen langaton telemetriyhteys, jonka kautta siirretään mittaustietoja telalta tai vastaavalta mainitulle PC:lie tai 35 vastaavalle ja viimemainitulta mittausjärjestelmän ohjaustietoja ja 5 89308 mahdollisia kalibrointitietoja telan tai vastaavan yhteydessä olevalle mittausjärjestelmälle.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on puolestaan pääasiallisesti tunnus-5 omaista se, että laite käsittää pyörivälle telalle tai vastaavalle sijoitetun lähetin/vastaanottiraen ja telan tai vastaavan ulkopuolelle sen läheisyyteen järjestetyn lähetin/vastaanottimen ja siihen kytketyn PC:n tai vastaavan loogisen yksikön ja että mainittujen lähetin/-vastaanottimien välille on järjestetty kaksisuuntainen telemetriyhteys 10 siten, että mittausjärjestelmän ohjaustietoja on mainitulta PC:ltä tai vastaavalta siirrettävissä telan mittausvahvistinyksikölle ja mittaus-tietoja mainituilta antureilta mainitulle PC:lie tai vastaavalle käytettäväksi, tulostettavaksi ja/tai edelleen käsiteltäväksi.

15 Esillä olevassa keksinnössä mittauslaitteen ohjaus ja koko mittaus-prosessin hallinta on siirretty nippipainemittauksen alaisena olevan telan ulkopuoliseen telemetrilähetin/vastaanottimeen kytketylle PC:lie tai vastaavalle loogiselle yksikölle. Tähän PC:hen on tallennettu ohjelma, joka on edullisimmin jaettu mittausjaksohaaraan ja kalibrointi-20 haaraan. Käyttäjä voi PC:ltä valita joko mittausjakson tai kalibrointi-jakson tai kyseinen valinta voidaan toteuttaa myös automaattisesti.

Mittauksen alainen tela varustetaan sopivimmin PVDF-kalvoantureilla, jotka kytketään mittausvahvistinyksikköön. Mittausvahvistinyksikkö 25 käsittää varausvahvistimen, kytkinyksikön, A/D-muuntimen sekä tele- metrilähetin/vastaanottimen. Mittausvahvistinyksikön ja PC:hen kytketyn telan ulkopuolisen telemetrilähetin/vastaanottimen välinen langaton telemetriliikenne tapahtuu digitaalisesti.

30 Keksinnön edullisessa sovellusmuodossa telan yhteyteen sovitetun mittausvahvistinyksikön tehonsyöttö toteutetaan induktioperiaatteella niin, että mittausyksikön koko saadaan minimoiduksi, mikä on erittäin tärkeää kyseisessä sovelluksessa.

6 89308

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen esittämiin eräisiin keksinnön sovellusesimerkkei-hin, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole rajoitettu.

5 Kuvio 1 esittää kaaviollisesti puristinnippiä, jossa keksintöä voidaan soveltaa.

Kuvio 2 esittää kaaviollisesti puristuspaineen jakautumaa kuvion 1 mukaisessa puristinnipissä konesuunnassa.

10

Kuvio 3 esittää kaaviollisesti puristuspaineen jakautumaa poikkisuun-nassa.

Kuvio 4 esittää kaaviollisesti ja osittain lohkokaaviona keksinnön 15 mukaisen mittausjärjestelyn pääperiaatetta.

Kuvio 5 esittää aksiaalista poikkileikkausta elastisella pinnoitteella varustetusta puristintelasta, jossa on keksinnön mukaisia mittausantureita .

20

Kuvio 6 esittää poikkileikkausta pietsosähköisestä PVDF-kalvosta valmistetusta anturista.

Kuvio 7 esittää PVDF-kalvoanturien metallointikuviointia.

25

Kuviossa 1 on esitetty kaaviollisesti vedenpoistopuristimen puristin-nippi N, joka muodostuu telojen 10 ja 13 välille. Raina W, josta vettä poistetaan, tuodaan nippiin N puristushuovan 12 varassa. Ylätelalla 10 on elastinen pinnoite 11, jolla on sileä ulkopinta 10'. Alatelalla 13 30 on onsipinta 13', johon vettä voi poistua puristushuovasta 12.

Kuviossa 2 on esitetty kaaviollisesti puristusnipin N puristuspaineen pM jakautuma konesuunnassa 1. Puristusnpaineella pM on huippuarvo p„,ax. Kuvion 1 mukainen nippi N voi edustaa myös kalanteroimisnippiä, jolloin 35 luonnollisestikaan puristushuopaa 12 ei käytetä ja jolloin esim. tela 13 on kovapintainen tela ja tela 10 pehmeällä pinnoitteella, esim.

7 89308 polyuretaanipinnoitteella 11, varustettu kalanteroimistela niin, että nippi N on ns. pehmeä kalanteroimisnippi.

Kuviossa 3 on havainnollistettu nipin N puristuspaineen pT jakautumaa 5 poikkisuunnassa siis telojen 10 ja 13 aksiaalisuunnassa. Paperirairan W ja nipin N poikittaista leveyttä on merkitty Lo:lla.

Puristuspaineen pT poikkisuuntainen jakautuma vaikuttaa vedenpoistopu-ristimissa rainan kuiva-ainepitoisuuteen, kalanteroimisnipeissä rainan 10 kaliiberiin ja sileyteen sekä rullausnipeissä rullan tasaisuuteen ja kovuusprofiiliin. Nämä ovat tärkeitä prosessisuureita, joten nippivoi-mien ja -paineiden jakautumat pM ja pT on paperinvalmistusprosessin säädön ja hallinnan kannalta tärkeitä parametreja.

15 Kuviossa 4 on esitetty kaaviollisesti keksinnön mukaisen mittausjärjestelyn pääperiaatteet. Puristusnipin N muodostamaan telaan 10, joka on varustettu elastisella, esim. polyuretaanipäällysteellä 11, on päällysteen 11 sisälle sovitettu sarja 20 mittausantureita 201...20n, joita on näin ollen n kpl. Anturisarjalla 20 saadaan mitatuksi sekä konesuuntai-20 nen nippipaineen jakautuma pM että poikkisuuntainen nippipaineen jakautuma pT, viimemainittu n:ssä pisteessä poikkisuunnassa. Anturit 201...20n ovat sopivimmin tasajaolla ja niitä on yleensä n - 3-20 kpl. Anturit 20 voidaan kiinnittää joko suoraan telan 10 runkoon tai pinnoitteen 11 sisälle esim. sen kerrosten väliin tai joissakin poikkeus-25 tapauksissa suoraan telan ulkopinnalle.

. . Antureilta 20i signaalit tuodaan eristettyjä kaapeleita pitkin mittaus- vahvistinyksikölle 29, joka sisältää varausvahvistimen 22, kytkinyksi-kön 23, prosessorin 25, A/D-muuntimen 25a, puskurimuistin 25b sekä -·· 30 lähetin/vastaanotinyksikön 27. Kytkinyksikköä 23, joka on esim.

CMOS-logiikka, ohjataan telan 10 ulkopuolelta erillisellä PC:llä 44 siten, että aina käskyn tullessa PC:Itä 44 prosessorille 25, kiinni ollut kytkin 24i avautuu ja tietty auki ollut kytkin 24i+1 sulkeutuu. Täten antureita 20i luetaan vuorotellen, jolloin tarvitaan ainoastaan 35 yksi telemetrimittauskanava T.

β 89308

Antureita 20i voidaan lukea joko manuaalisesti, jolloin käyttäjä määrää, mikä kytkin 24i on kulloinkin auki/kiinni tai automaattisesti, jolloin PC:hen 44 tallennetun ohjelman ohjaamana määritellään, mikä kytkin 24i on kulloinkin auki/kiinni.

5

Kun mittauskanavia T on käytössä ainoastaan yksi, järjestelmä on riittävän yksinkertainen ja elektroniikan koko ja määrä telan 10 päädyssä 15 on minimoitu, joka on erittäin tärkeää kyseisessä sovellutuksessa.

10 Kaksisuuntainen telemetriliikenne PC:n 44 ja mittausvahvistinyksikön 29 välillä hoidetaan langattomasti digitaalimuodossa. Digitaalinen tiedonsiirto analogiseen verrattuna on edullista, koska haittaavat signaali-tasohäiriöt ovat vähäisiä ja tehonkulutus on pienempi eikä tarvita kalliita hardware-kustannuksia PC:n 44 puolelle.

15

Mittausvahvistinyksikön 29 prosessoriin 25 on liitetty A/D-muunnin 25a ja tarvittaessa puskurimuisti 25b, johon voidaan kerätä antureilta 20i saatavaa mittaustietoa, joiden avulla PC:ssä 44 olevalla kalibrointioh-jelmalla anturit 20i kalibroidaan. Prosessori 25, siihen kuuluva 20 A/D-muunnin 25a ja mahdollinen puskurimuisti 25b on kytketty RS232-väylälla 26 lähetin/vastaanottimeen 27, jossa on lähetin/vastaanotin-antenni 28. Lähetin/vastaanotin 27 ja sen antenni 28 ovat telan 10 yhteydessä. Lähetin/vastaanotin 27,28 on langattomassa telemetriyhteydes-sä T telan läheisyyteen, sen ulkopuolelle sovitettuun lähetin/vastaan-25 ottimen 41, jossa on lähetin/vastaanotin-antenni 42. Telemetriyhteys T tapahtuu digitaalisesti niin, että kunkin anturin 20i mittaustiedot Mj,M2,M3, Mt. . .M,, si irretään peräkkäin sopivina paketteina I. Telemetriyhteys T on kaksipuolinen niin, että PC:Itä 44, joka on kaapelilla 43 kytketty lähetin/vastaanottimeen 41,42, voidaan antaa komentoja mit-30 tausvahvistinyksikölle 29 sen vastaanottimen 27 kautta.

Kuviossa 4 on kaaviollisesti esitetty PC.n 44 näppäimistö 45, sen näyttöruutu 46, jossa on nippipaineen jakautuma V(l), jossa viimemainitussa Vmax edustaa antureiden 20 huippujännitettä ja 10 nipin pituutta kone-35 suunnassa siis paperiradan etenemissuunnassa.

9 89308 Sähkötehonsyöttö mittausvahvistinyksikölle voidaan yksinkertaisimmillaan toteuttaa paristokäyttöisenä. Käytännössä tehonsyöttö on edullisinta toteuttaa generaattorin avulla, joka koostuu telan läheisyyteen kiinteästi asennettavasta kestomagneetista 50 ja mittausvahvistinyksi-5 kön 29 yhteyteen asennettavasta induktiokelasta 51 ja kapasitanssista 52, johon varataan syntynyttä sähkövarausta. Kun mittausvahvistinyksik-kö pyörähtää telan 10 mukana, kestomagneetilla 50 synnytetty magneettikenttä indusoi induktiokelaan 51 sähkömotorinen voima, jolla edelleen varataan kapasitanssia 52, joka syöttää tarvittavan jännitteen regu-10 laattorin 53 kautta mittausvahvistinyksikölle 29. Täten telan 10 pyöriessä mittausvahvistinyksikkö 29 ja lähetin/vastaanotin 27 saavat aina tarvittavan toimintasähkönsä.

Keksinnössä käytetyt voima- tai paineanturit 20 valmistetaan edullises-15 ti PVDF-kalvosta (PVDF - |5olyvinyylideenidi£luoridi), joka on pietso-sähköinen kalvo. Tämän kalvon ominaisuuksien ja toiminnan osalta viitataan lehtiartikkeliin Prosessori 13/88, J. Koriseva: "Pietsosähköinen vaihtoehto". Sopivia keksinnön tarkoituksiin on esim. tavaramerkeillä "SOLEF" ja "KYNAR" myydyt PVDF-kalvot, joiden paksuudet vaihtelevat 20 välillä 8-40 μπι. Voima- tai paineanturiksi PVDF-kalvo soveltuu hyvin etenkin siksi, että sillä vain kymmenien N:n voimalla saadaan jo volt-titason antojännite.

Kuvion 5 mukaisesti telan 10 runko-osa 10a, jonka päädyissä on akseli-25 tapit 14a, on varustettu elastisella, esim. polyuretaania olevalla • - päällysteellä 11. Päällyste 11 on muodostettu kahdesta kerroksesta 11a . . ja 11b, jotka on kiinnitetty päällekkäin esim. liimaliitoksella lls.

Telarungon 10a sylinterivaipalle on liimattu kalvoanturit 20b, joita on edellä esitetyllä tavalla n kpl aksiaalisuunnassa tasavälein. Tämän 30 päälle on kiinnitetty päällysteen 11 alakerros 11b. Alakerroksen 11b ulkopinnalle 11b on kiinnitetty toinen anturisarja 20a ja sen päälle päällysteen 11 uloin kerros 11a, jolla on sileä ulkopinta 10’, joka tulee rainaa W vasten nipissä N. Anturisarjat 20a ja 20b ovat keskenään '- · vaihtoehtoisia. Käytännössä helpommin hallittavissa oleva vaihtoehto on . 35 sijoittaa anturit sarjan 20b mukaisesti eli suoraan telarunkoon.

10 09308

Kuviossa 6 on esitetty poikkileikkauksena eräs esimerkki PVDF-kalvo-anturin 20 edullisesta rakenteesta. Anturi käsittää PVDF-kalvon 30, jonka molemmille puolille on tehty esim. alumiinia olevat metallointi-kuviot 31a,31b. Metallointikuvioiden 31a,31b päällä on suojamateri-5 aalikerrokset 33a,33b, jotka ovat esim. "Kapton'ia" ("" - tavaramerkki). Kuvio 6 on esim. radiaalitasoinen poikkileikkaus kuviossa 7 esitetystä anturijärjestelystä, joka on tehty PVDF-kalvosta 30, joka kalvo on liuskan muotoinen. Kalvoliuska 30 ulottuu olennaisesti telan 10 vaipan koko aksiaaliselle pituudelle. Keksintö on mahdollista toteuttaa 10 myös niin, että kukin anturi 20 valmistetaan ja kaapeloidaan erikseen eli erillisistä PVDF-kalvon paloista. Metallointikuvioiden 31 kohdat muodostavat anturien 201...20n aktiiviset alueet, joilla puristusvoimia mitataan. Metallointikuvioihin 31 on yhdistetty liuskajohtimet 32, jotka myös muodostuvat kalvoliuskalle 30 tehdyistä metalloinneista 15 kuviossa 7 esitetyllä tavalla. Liuskajohtimista 32 koostuvat kaapelit 211...21n, jotka sijoitetaan sopivimmin siten, että ne tulevat eri aikoina nippiin N kuin anturien varsinainen aktiiviset alueet. Tällöin kaapelien 21 muodonmuutoksista syntyvät häiriösignaalit voidaan suodattaa mittaussignaaleista.

20

Anturit 20 voidaan edullisesti kalibroida kohdistamalla niihin tarkasti tunnettu voima ja tutkimalla saatua vastetta, mikä tunnetaan ns. isku-vasaramenetelmänä. Puristusnipin N maksimaalinen paine poax on suoraan verrannollinen antureista 20A saatavan pulssin huippujännitteeseen Vm4X 25 (kuvio 4). Nipin pituus konesuuunnassa 10 on verrannollinen pulssin pituuteen, mutta ei välttämättä suoraan verrannollinen, sillä riippuvuus voi olla epälineaarinen. Lisäksi painejakautuman pM muoto vastaa antureista 20i saatavan jännitepulssin muotoa. Poikittainen painejakautuma pT voidaan määritellä eri antureilta 20χ saatavan pulssisarjan huippu-30 jännitteiden Vmax t perusteella.

Telan 10 ollessa paperikoneessa on joissakin telapositioissa isku-vasaramenetelmän käyttö hankalaa tilanpuutteen vuoksi. Tällöin voidaan soveltaa PC:n 44 avulla tapahtuvaa kalibrointia, mitä varten PCrhen 44 35 on rakennettu ja tallennettu erillinen kalibrointiohjelma, jonka avulla anturit 20i kalibroidaan määräajoin. Kalibrointiohjelma voidaan käyn- il 89308 nistää joko automaattisesti tietyin väliajoin tai käyttäjän toimesta manuaalisesti PC:n 44 näppäimistön 45 välityksellä. Jos tilaa telan 10 ympärillä on riittävästi, on myös iskuvasaramenetelmän käyttö mahdollista.

5 PC:n 44 näyttöpäätteellä 46 esitetään graafisesti puristuspaineen jakautuma pM ja pT sekä mahdollisesti myös näiden perusteella PC:n 44 ohjelmallisesti laskemia erilaisia apusuureita ja parametreja, jotka ovat hyödyllisiä paperinvalmistusprosessin ohjauksessa ja säädössä.

10 Mittaussignaalit voidaan yhdistää myös paperikoneen tai jälkikäsittely-laitteen kuten kalanterin tai rullaimen säätöjärjestelmään toimimaan suljetun säätöjärjestelmän takaisinkytkentäsignaaleina.

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksin-15 nöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella ja poiketa edellä vain esimerkinomaisesti esitetystä.

Claims (10)

12 8 9 3 C 8

1. Menetelmä paperin valmistuksessa käytetyn pyörivän telan (10) tai vastaavan nauhan muodostaman nipin (N) nippivoiman ja/tai -paineen 5 mittaamiseksi, jossa menetelmässä käytetään mittausanturisarjaa (201...20n), jonka anturit (20) sijoitetaan pyörivän telan (10) tai nauhan poikkisuunnassa tietylle leveydelle, sopivimmin paperiradan (W) koko leveydelle (Lq) , joista antureista (20i) saatavat mittaussignaalit johdetaan mittausvahvistinyksikölle (29), jonka kytkimiä (24^...24,,) 10 ohjataan siten, että mittausvahvistinyksikön (29) kautta kunkin mittausanturin (201...20n) signaali ohjataan pyörivän telan (10) tai vastaavan yhteydessä olevalle telemetrilähettimelle (27,28), jonka langat-tomasti lähettämät telemetriviestit vastaanotetaan pyörivän telan (10) tai vastaavan ulkopuolisella telemetrivastaanottimella (41,42), 15 tunnettu siitä, että pyörivä tela (10) tai vastaava varustetaan lähetin/vastaanottimella (27,28), että mainitun lähetin/vastaanottimen (27,28) läheisyyteen sijoitetaan telan (10) tai vastaavan ulkopuolinen lähetinvastaanotin (41,42), joka kytketään (43) PC:hen (44) tai vastaavaan loogiseen yksikköön ja mainittujen lähetin/vastaanottimien (27,28 20 ja 41,42) välille järjestetään kaksisuuntainen langaton telemetriyhteys (T), jonka kautta siirretään mittaustietoja (Mx ,M2,M3. . .M„) telalta (10) tai vastaavalta mainitulle PC:lie (44) tai vastaavalle ja viimemainitulta mittausjärjestelmän ohjaustietoja ja mahdollisia kalibrointi-tietoja telan (10) tai vastaavan yhteydessä olevalle mittausjärjestel-25 mälle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunne ttu siitä, että mittausantureina (20) käytetään PVDF-kalvoantureita (20), joilta saatava volttitason signaali ohjataan kytkinyksikön (23) kautta tele- 30 metrilähettimelle (27,28) ja/tai puskurimuistiin (25b).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anturisarjan (20^,.20„) anturit (20) kalibroidaan kohdistamalla niihin tunnettu voima sopivimmin ns. iskuvasaramenetelmällä ja 35 mittaamalla eri antureista (20) saatua vastetta, etenkin jännitepulssin korkeutta (Vm.tx) . ;} 89303

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyörivän telan (10) mittausvahvistinyksikön (29) kytkinyk-sikköä (23) ohjataan ulkopuolisella PC:llä (44), jolloin laitteen käyttäjä antaa mittauksen aloituskomennon, määrää mittausjakson pituuden 5 sekä sen, mikä kytkinyksikön (23) kytkin (24i) on kulloinkin auki/-kiinni.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunne ttu siitä, että mittausvahvistinyksikköön (29) sijoitettuun puskurimuistiin 10 (25b) kerätään mittausantureilta (20i) mittaustietoa ja/tai sellaista tietoa, jonka avulla PC:ssä (44) tai vastaavassa olevalla kalibrointi-ohjelmalla mainitut mittausanturit (20i) kalibroidaan.

6. Laite paperin valmistuksessa käytetyn pyörivän telan (10) tai vas-15 taavan nauhan muodostaman nipin (N) nippivoiman ja/tai -paineen ja jakautuman mittaamiseksi, joka laite käsittää pyörivän telan (10) tai nauhan yhteyteen sijoitetun anturisarjan (20^..20,,), jonka mittausanturit (20) on sijoitettu, sopivimmin tasavälein, telan (10) tai nauhan poikkisuunnassa, joka laite käsittää pyörivän telan (10) tai nauhan yh-20 teyteen sovitetun telemetrilähettimen (27,28), jolle eri mittausantureista (20) saatavat signaalit on johdettavissa, ja joka laite käsittää telemetrilähettimen (27,28) tuntumaan telan (10) tai vastaavan ulkopuolelle sovitetun telemetrivastaanottimen (41,42), joka on sovitettu vastaanottamaan telemetrilähettimen (27,28) langattomasti lähettämät 25 mittaussignaalit, tunnettu siitä, että laite käsittää pyörivälle telalle (10) tai vastaavalle sijoitetun lähetin/vastaanottimen (27,28) ja telan (10) tai vastaavan ulkopuolelle sen läheisyyteen järjestetyn lähetin/vastaanottimen (41,42) ja siihen kytketyn PC:n (44) tai vastaavan loogisen yksikön ja että mainittujen lähetin/vastaan-30 ottimien (27,28 ja 41,42) välille on järjestetty kaksisuuntainen tele-metriyhteys (T) siten, että mittausjärjestelmän ohjaustietoja on mainitulta PC:Itä (44) tai vastaavalta siirrettävissä telan (10) mittausvah-vistinyksiköLle (29) ja mittaustietoja (Mi) mainituilta antureilta (20i) mainitulle PC:lie (44) tai vastaavalle käytettäväksi, tulostetta-35 vaksi ja/tai edelleen käsiteltäväksi. 14 8 9 308

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunne ttu siitä, että laitteessa käytetään mittausantureina (20) PVDF-kalvoantureita, jotka on sovitettu pyörivän telan (10) pinnan tai pinnoitteen (11) yhteyteen ja että mainittuja kalvoantureita on telan (10) tai vastaavan poik- 5 kisuunnassa n - 3...20 kpl:tta.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite käsittää varausvahvistimen (22), siihen kytketyn kytkinyksi-kön (23) ja siihen liitetyn prosessorin (25) ja mainittuun prosessoriin 10 (25) kytketyn A/D-muuntimen (25a) sekä tarvittaessa myös mittaustieto jen puskurimuistin (25b) ja että mittausjärjestelmä on järjestetty siirtämään mittaustietoja (Mi), järjestelmän ohjaustietoja ja mahdollisia kalibrointitietoja mainitulla telemetriyhteydellä (T) digitaalisesti ja kaksisuuntaisesti.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 6,7 tai 8 mukainen laite, tunnet -t u siitä, että tehonsyöttö telan (10) tai vastaavan mittausvahvis-tinyksikölle (29) ja sen lähetin/vastaanottimelle (27,28) tapahtuu sähköinduktioon perustuvalla laitteella, joka käsittää telan (10) tai 20 vastaavan ulkopuolisen magneetin (50), sen kohdalle telan (10) yhteyteen sovitetun induktiokelan (51), kapasitanssin (52) sekä jännite-regulaattorin (53).

10. Jonkin patenttivaatimuksen 6-9 mukainen laite, tunnettu 25 siitä, että mittausjärjestelmän PC (44) on varustettu sellaisella ohjelmalla, joka käsittää erillisen mittaushaaran ja kalibrointihaaran. 15 89308